[发明专利]一种生物炭改良红壤的模拟实验装置及其实验方法

权利要求书

1.一种生物炭改良红壤的模拟实验装置，其特征在于：包括支架、供水装置、柱筒和地下水水位模拟机构，所述的供水装置、柱筒和地下水水位模拟机构固定在支架上，所述的柱筒包括上柱筒、中柱筒和下柱筒，所述的上柱筒、中柱筒和下柱筒之间通过法兰连接在一起，所述的上柱筒和下柱筒为透明有机玻璃筒，所述的中柱筒包括硅胶筒体、法兰、若干根弹簧、装填筒体和自动伸缩机构，所述的装填筒体在主体装填的时候固定在下法兰上，所述的硅胶筒体的下端通过固定在弹簧下端的下固定环与下法兰固定在一起，所述的硅胶筒体的上端通过上固定环在弹簧弹力的作用下与上法兰固定在一起，所述的硅胶筒体可以自由的在圆环上收卷，进而改变硅胶筒体的长度，所述的自动伸缩机构的两端分别固定在上法兰和下法兰上，所述的中柱筒上设置有土壤墒情传感器安装口、土壤电导率传感器安装口和取样口。

2.根据权利要求1所述的一种生物炭改良红壤的模拟实验装置，其特征在于：所述的供水装置包括供水马氏瓶、大气连通管以及水管，所述大气连通管的一端浸入在马氏瓶的液态水中，其另一端延伸在马氏瓶外而暴露于空气中，所述水管的一端通过与上柱筒的底部连通，其另一端与马氏瓶的底部连通。

3.根据权利要求1所述的一种生物炭改良红壤的模拟实验装置，其特征在于：所述的地下水水位模拟机构包括地下水位马氏瓶、大气连通管以及水管，所述大气连通管的一端浸入在马氏瓶的液态水中，其另一端延伸在马氏瓶外而暴露于空气中，所述水管的一端通过与下柱筒的底部连通，其另一端与马氏瓶的底部连通。

4.根据权利要求1-3所述的一种生物炭改良红壤的模拟实验装置，其特征在于：所述的上柱筒的底部和中柱筒设置有保护网。

5.根据权利要求1-3所述的一种生物炭改良红壤的模拟实验装置，其特征在于：所述的下柱筒上设置有通气孔。

6.根据权利要求1-3所述的一种生物炭改良红壤的模拟实验装置，其特征在于：所述的测定装置还包括汽缸、液压杆和压盘，所述的汽缸和液压缸固定在支架上，所述的压盘固定在液压杆上，所述的压盘的直径与柱筒的内径一致。

7.根据权利要求1-3所述的一种生物炭改良红壤的模拟实验装置，其特征在于：所述的测定装置还包括括蒸发模拟器，所述的蒸发模拟器为悬设于上柱筒的端口之上的红外线灯或白炽灯。

8.根据权利要求1-3所述的一种生物炭改良红壤的模拟实验装置，其特征在于：所述的自动伸缩机构为电动液压杆。

9.一种生物炭改良红壤的实验方法，采用权利要求1-8任一项所述的模拟实验装置，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集土样：采集红壤土样，一部分按照比例添加生物炭备用；

(2)柱筒装填：先装填下柱筒，下柱筒设置为20cm，装不同粒径的砂砾石和石英砂；将中柱筒的硅胶筒体设置在最高高度，然后装填红土红壤；然后装填上柱筒，装红壤和生物炭混合介质；柱筒装填按一定的容重通过压盘压实；

(3)装填好的柱筒固定在支架上，然后安装供水装置、地下水水位模拟机构和蒸发模拟器等，且连接好管路；

(4)将土壤墒情传感器和土壤电导率传感器安装在柱筒上，然后开始实验；

(5)先让柱筒进行入渗实验，然后进行蒸发实验，观测生物炭对红壤的改善；

(6)在一个高度实验完毕，将上柱筒拆下移走，然后自动伸缩机构收缩，且同时通过圆环滚动，使硅胶筒体收卷上圆环上，当硅胶筒体到设定高度，自动伸缩机构停止，然后将硅胶筒体，移除多余柱筒，然后安装上上柱筒，进行不同红壤高度的实验。